淺談船舶自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

朱進(jìn)渝 廖鑫海 杜小明 張德均

【摘要】船舶自動(dòng)化技術(shù)是關(guān)系到船舶穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)效率以及安全可靠性能的重要技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了非常好的發(fā)展，并且日漸成熟。本文從船舶自動(dòng)化進(jìn)程的發(fā)展歷史等方面進(jìn)行了論述。自動(dòng)化船舶技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常迅猛，并且向著綜合自動(dòng)化不斷地發(fā)展進(jìn)步，在未來其有著重要的地位和非常樂觀的前景。

【關(guān)鍵詞】船舶；自動(dòng)化；前景；應(yīng)用

0引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)在船舶上的應(yīng)用也是越來越多。然而對(duì)于船舶自動(dòng)化技術(shù)今后的發(fā)展方向怎樣，仍然是一個(gè)需要深入探討的話題。進(jìn)入21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更是得到了飛速的發(fā)展，這樣也帶動(dòng)了一系列技術(shù)在船舶自動(dòng)化上的應(yīng)用。特別是近幾年智能化隨機(jī)事件處理系統(tǒng)，多部門遙控和通訊技術(shù)，以及空間高精度定位系統(tǒng)技術(shù)迅猛發(fā)展，為船舶自動(dòng)化、智能化的進(jìn)展更是起到了推動(dòng)的作用。

對(duì)于船舶整體綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用對(duì)于船舶工業(yè)的發(fā)展是一個(gè)非常重要的話題，下面我們將會(huì)就船舶自動(dòng)化的應(yīng)用進(jìn)行闡述并且對(duì)船舶自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)行展望。

1機(jī)艙自動(dòng)化發(fā)展情況

機(jī)艙的自動(dòng)化是為了避免船舶上的操作人員，出現(xiàn)判斷以及操作上的錯(cuò)誤，同時(shí)機(jī)艙的自動(dòng)化可以很大程度上減少船上工作人員體力的重復(fù)消耗，因此加強(qiáng)船舶機(jī)艙的自動(dòng)化水平，可以很大程度上提升船舶的生命力以及戰(zhàn)斗能力。而且對(duì)于民用船舶來說，船舶機(jī)艙的自動(dòng)化不僅可以減少因?yàn)榇瑔T錯(cuò)誤操作引起的安全因素，而且使用和升級(jí)船舶的自動(dòng)化水平可以很有效地減少船舶運(yùn)行的開支，達(dá)到經(jīng)濟(jì)并且安全的效果。

船舶機(jī)艙自動(dòng)化系統(tǒng)是集機(jī)艙動(dòng)力系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)、報(bào)警等于一體化的監(jiān)控系統(tǒng)， 例如主機(jī)遙控、機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警、電站管理、泵控制等。通過近一百年的發(fā)展，機(jī)艙的自動(dòng)化經(jīng)歷了單機(jī)艙自動(dòng)化階段、無人機(jī)艙階段以及一人橋樓階段。比如滬東船廠在82年就建造了4000馬力的無人機(jī)艙多功能拖船，出口到了澳大利亞。該船廠還一直有著護(hù)衛(wèi)艦搖籃的美譽(yù)，在機(jī)艙的自動(dòng)化進(jìn)程中取得了非常不俗的成績(jī)。在一些船舶也運(yùn)用了國(guó)內(nèi)自行研發(fā)的無人機(jī)艙自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)遙控、主輔機(jī)運(yùn)行、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、燃油輸送控制、清水供應(yīng)、輔助設(shè)備等多系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，代表了內(nèi)河船舶自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。

2船舶電站自動(dòng)化的情況

作為船舶的最重要的組成之一，電站的自動(dòng)化水平是船舶自動(dòng)化的重要內(nèi)容。電站是否經(jīng)濟(jì)可靠對(duì)于整個(gè)船舶的經(jīng)濟(jì)和安全起著至關(guān)重要的作用和意義，也是整個(gè)船舶自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前國(guó)際上來說，船舶的發(fā)展方向還是多功能化以及大型化，那么這樣對(duì)船舶的電站系統(tǒng)就提出了非常高的要求。最近幾十年以來，船舶的電站系統(tǒng)也是發(fā)展非常迅猛的，當(dāng)然發(fā)展的關(guān)鍵詞就是自動(dòng)化。

船舶電站的自動(dòng)化，即是實(shí)現(xiàn)船舶電站的安全保護(hù)自動(dòng)化，操作控制自動(dòng)化，監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)化，以及數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)化。船舶電站自動(dòng)化的發(fā)展是從手動(dòng)操作階段進(jìn)步到手動(dòng)遙控，后來發(fā)展成半自動(dòng)化控制，目前基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電站全自動(dòng)控制的無人值班的水平。20世紀(jì)60年代，日美英德等國(guó)家就實(shí)現(xiàn)了電站的每個(gè)單元的自動(dòng)化。八十年代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展更加迅猛成熟，這樣使得很多國(guó)家研發(fā)生產(chǎn)出了分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)型的船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)，并在現(xiàn)代船舶建造中廣泛運(yùn)用。

我國(guó)在電站自動(dòng)化的發(fā)展是比較落后的，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及微機(jī)技術(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，所以在電站自動(dòng)化的水平上是落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的。最近幾年來，隨著我國(guó)改革開放的深入以及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些單位也研制出了很多基于單微機(jī)的自動(dòng)化電站產(chǎn)品。當(dāng)然國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品在可靠性、精度以及穩(wěn)定性上表現(xiàn)都不是很好，非常實(shí)際的問題在于，萬一計(jì)算機(jī)出了問題，整個(gè)電站就癱瘓了，會(huì)嚴(yán)重影響船舶的安全航行。所以基于單微機(jī)的自動(dòng)化電站系統(tǒng)的應(yīng)用是非常有限的，對(duì)于大型化的船舶更是這樣。所以功能多樣齊全，穩(wěn)定可靠的基于計(jì)算機(jī)的分布式的自動(dòng)化電站是國(guó)際上發(fā)展的趨勢(shì)和方向。

3船岸信息一體化系統(tǒng)的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，船舶船岸信息一體化系統(tǒng)技術(shù)已逐步運(yùn)用到了現(xiàn)代船舶之上。該技術(shù)是為船舶航行提供航行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視、調(diào)度、管理、指揮、導(dǎo)航的自動(dòng)管理系統(tǒng)，并由電子海圖、雷達(dá)、GPS、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS、航行數(shù)據(jù)記錄儀VDR、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，通過無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，在船岸之間實(shí)現(xiàn)船舶公司對(duì)航行船舶的有效管理，進(jìn)而在船舶耗能監(jiān)控、海損事故分析、機(jī)艙遠(yuǎn)程控制、船舶自動(dòng)導(dǎo)航等方面發(fā)揮積極作用。船岸信息一體化技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)用，以南京云帆公司開發(fā)的IMAS2000 系列V2.2版計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，它主要完成船舶熱工參數(shù)、液位參數(shù)及其他參數(shù)的集中遙測(cè)、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理及報(bào)警、輔助控制等功能，通過無線VPN路由器和岸站聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)船岸之間數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，極大地推進(jìn)了船舶管理單位機(jī)務(wù)數(shù)字化建設(shè)。

船岸信息一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、船舶支持管理系統(tǒng)的軟件平臺(tái)技術(shù)、陸上信息管理與指揮調(diào)度系統(tǒng)的軟件平臺(tái)技術(shù)、船舶導(dǎo)航系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息信息、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等均是船岸信息一體化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。例如近幾年由長(zhǎng)江航道局研發(fā)并投入使用的長(zhǎng)江電子航道圖（2.0版）系統(tǒng)，采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)生產(chǎn)與更新，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)，以綜合數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐向港航企業(yè)提供航運(yùn)管理、監(jiān)控調(diào)度等應(yīng)用服務(wù)。電子航道圖應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)可通過在線下載等方式獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)，整合GPS、AIS、雷達(dá)、測(cè)深儀等多傳感信息，并基于數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)向終端用戶提供基本導(dǎo)航以及豐富實(shí)用的助航與信息服務(wù)。該系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用對(duì)船舶船岸信息一體化技術(shù)在內(nèi)河船舶的發(fā)展具有重要意義。

4總結(jié)

在信息化浪潮的席卷之下，船舶企業(yè)世界性的競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。船舶自動(dòng)化技術(shù)正朝著數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向迅速發(fā)展，在未來的發(fā)展中，會(huì)有很多公司并且是越來越多的公司努力開發(fā)和建造高度綜合自動(dòng)化船舶，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)用技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，也必將帶動(dòng)一系列技術(shù)在船舶自動(dòng)化上的應(yīng)用。在不就的將來，我們所期待的全智能的無人駕駛的船舶也會(huì)出現(xiàn)，就如我們今天看到的無人駕駛飛機(jī)和汽車一樣。

在本論文中，筆者淺析了船舶自動(dòng)化進(jìn)程的應(yīng)用和發(fā)展方面，得出如下結(jié)論，自動(dòng)化船舶技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常迅猛，并且向著綜合自動(dòng)化不斷的發(fā)展進(jìn)步，在不久的將來船舶自動(dòng)化技術(shù)會(huì)有非常重大的突破。

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［責(zé)任編輯：張濤］